植物由来のクロロゲン酸代謝産物を用いた化粧品素材としての配糖体の合成とその美白効果に関する研究
近畿大学 工学部化学環境工学科、近畿大学

野村正人、澤辺昭

農学部農芸化学科♯♯義 、藤原義人

Research in the areas of medical and cosmetic treatments has progressed rapidly though the use of plants andherbs. As soon as an evident biological activation substance is extracted independently from a natural ingredient,research of all its chemical synthesis of similar compounds, exchange of microorganisms, and biological metabolism isalso studied, for research and development in hope of a stronger biological activation. On the other hand, because ofenvironmental destruction on a global scale is a problem with the effect on the human body. The ubiquitous use of flongas and the resulting destruction of the ozone layer was led do increasing ultraviolet radiation reaching the surface ofthe earth and the consequential thus led to an increase to melanin which causes the formation of stains and freckles.
The investigation of natural products have bee increased expecting the effectiveness and safety. Caffeic acid
（3,4-dihydroxy cinnamic acid）（2）, ferulic acid（trans-4-hydroxy-3-methoxy cinnamic acid）（3）and isoferulic acid（trans3-hydroxy- 4-methoxy cinnamic acid）（4）may be readily obtained by hydrolysis of chlorogenic acid（1）．
（1）was isolated
from green coffee beans. In this report, we synthesized three compounds（2）（- 4）form 3, 4-dihydroxy benzoic aced（5）, 4-hydroxy-3- methoxy benzoic acid（6）and 3-hydroxy-4-methoxy benzoic acid（7）by reduction（LiAlH4）, Jones
oxidation and condensation with malonic acid.
We conducted tests targeted at the tyrosinase activity, superoxide scavenging activity and hyaluronidase activity
inhibitor for compounds and made evaluation in the direction of practical use. Of the compounds（3）and（4）showedstrong tyrosinase inhibitory activity and superoxide scavenging activity. Some of these compounds are only effectivein the tyrosinase stage, while the compounds（3）and（4）in this report are show a high inhibition effect in both thetyrosine and DOPA stage. We found favorable results daggering from cosmetic whiteners that originate from naturalingredients that have been reported in the past.

１．緒

気中への放出により，オゾン層の破壊が起こり，地表に届

言

く紫外線が増加し，シミおよびソバカスの生成をもたらす

古来から，人間が病気にかかったときに，それを治そう原因であるメラニンの生成が増加するなど紫外線の人体へとして昔から頼ってきたものに，日常ごく身近な植物があ及ぼす影響が問題となっている３）。こうした現状から，美った。植物を用いる治療方法が人類の歴史の古い時期から

白化粧品に対する消費者の要求はその機能と効果に注がれ自然に行われてきたことは，今日病気にかかった野生動物ている。そこで，自然界に広く分布している植物性食品中が特定な植物を食する行動によってもおしはかることがでに含有されるクロロゲン酸⑴の生物活性に注目した。すな

きる。世界各地に文明が栄え始めた頃から，薬用植物に関わち，活性酸素抑制効果および人体での変異性病原性物質する知識も芽生え，その後，数多くの薬物書が生まれ，今の生成を阻害するなどの薬理効果がある⑴を含有する植物日の生薬学に至っている。現在，天然有機物質が医薬品なの摂取により，生体内で分解され最終代謝物としてカフェ

らびに化粧品開発の分野における宝庫であることは，今も酸⑵，フェルラ酸⑶，イソフェルラ酸⑷およびバニリン酸

昔も変わらず，これらに関する研究が盛んに行われてい（4- ヒドロキシ -3- メトキシ安息香酸）⑹などになることる。ひとたび天然有機物質から顕著な生物活性物質が単離が知られている４）。

されれば，その化学的全合成，化学構造の修飾，類似化合

本研究では⑵，⑶および⑷を基質にとり，アセトブロモ物の合成，微生物変換，生化学的代謝の研究が行われるな-α-D- グルコースなどの多糖類との縮合反応により，水ど，より強い生物活性を期待した研究開発が実施されてい溶性配糖体を効率的かつ経済的に合成する手法を確立した。

る

１，２）

得られた配糖体については，酵素レベルでの美白効果試験

近年地球規模での環境破壊問題の一つとして，冷蔵庫，と B-16 細胞に対する毒性試験を実施し，機能性化粧品材

エアコンなどの冷媒として使用されているフロンガスの大料化学への展開について検討する。また，植物性食品中に。

Studies on the Synthesis of the Glycoside andWhitening Effects as a Cosmetics Material Using theChlorogenic acid its Metabolite Contained in the Plants.

性物質の生成を阻害するなどの薬理効果がある⑴からの代謝物であり，生体内で分離される最終代謝物の⑵，⑶およMasato Nomura, Akiyoshi Sawabe , and＊
Yoshihito Fujihara

び⑷を，それぞれ 4- ヒドロキシ -3- メトキシ安息香酸（バDepartment of Chemistry and Environmental Technology,Faculty of Engineering, Kinki University, Department ofAgricultural Chemistry Faculty of Agriculture, Kinki University ♯ヒド⑺および 3,4- ジヒドロキシ安息香酸⑸から効率よく♯＊広く含有し活性酸素抑制効果ならびに人体での変異性病原ニリン酸）⑹，3- ヒドロキシ -4- メトキシベンズアルデ合成する手法の確立と同時に，これらを含む数種の関連化−2−植物由来のクロロゲン酸代謝産物を用いた化粧品素材としての配糖体の合成とその美白効 に関する研究

合物⑹ , ⑻および⑼についての美白効果ならびに任意のドロキシケイ皮酸⑵を収率 58.2％で得た。

割合で混合した試料 A 〜 J についても美白効果を検討し，個々の化合物間での相乗効果による美白効果向上について２. ３. ３も明らかにした。

脱水ジクロロメタン 5mL にアセトブロモ -α-D グルコー

２．実
２. １グリコシド体（配糖体）の合成

ス 0.617g（1.5×10-3mol），トリフルオロメタン酸スズ（II）

験0.625g（1.5×10-3mol）を入れ，室温下で撹拌した後，こ試薬の混合溶液に常法どおりの操作により誘導したフェルラ酸

出発原料である 4- ヒドロキシ -3- メトキシ安息香酸⑹，メチル 0.208g（1.0×10-3mol）の脱水ジクロロメタン溶液

3- ヒドロキシ -4- メトキシベンズアルデヒド⑺および 3,4-5mL と，1,1,3,3- テトラメチル尿素 0.2g（1.7×10-3mol）をジヒドロキシ安息香酸⑸は，市販品（和光純薬製および東加え，18 時間撹拌した。反応終了後，炭酸水素ナトリウム京化成工業製）を使用した。

水溶液 100mL を加え，ジクロロメタンで抽出（100mL×2）した。ジクロロメタン層を飽和塩化ナトリウム水溶液

２. ２

機器分析にて洗浄した後，無水硫酸ナトリウムで乾燥，溶媒を留去

各縮合生成物の構造については，既報

５）に記載した方し，シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 n- ヘキサン：酢酸エチル＝ 1：1）により精製し，フェルラ酸メ法により確認した。

チルテトラアセチルグリコシドを収率 79.5％で得た。つい２. ３

合成方法

２. ３. １

で，フェルラ酸メチルテトラアセチルグリコシド 0.271g（5フェルラ酸（4- ヒドロキシ -3- メトキシケイ×10-4mol）をナトリウムメトキシドを用いて，脱アセチル皮酸）⑶およびイソフェルラ酸（3- ヒドロキシ -4- メ化した後，イオン交換樹脂（DOWEX-50W）を用いて中和トキシケイ皮酸）⑷の合成した。イオン交換樹脂をろ別した後，減圧下に溶媒を留去し，-2水素化アルミニウムリチウム（LiAlH4）0.4g（1.05×10

シリカゲルカラムクロマトグラフィー（展開溶媒 クロロホmol）をテトラヒドロフラン（THF）30mL に懸濁し，4- ヒルム：メタノール＝ 5：1）により精製し，フェルラ酸メチ

ドロキシ -3- メトキシ安息香酸⑹ 1.0g（5.95×10 mol）をルグリコシド（3-Glc）を 01.22g（収率 65.9％）得た。同

溶解した THF 溶液 15mL を 1 時間を要して滴下した。そ様の操作をイソフェルラ酸⑷について行い，イソフェルラの後，室温で 4 時間撹拌した。反応終了後，油分をエー酸メチルグリコシド（4-Glc）0.097g（収率 52.6 ５）を得た。

-3テル抽出し水洗したのち，無水硫酸ナトリウムで乾燥した。
溶媒を留去し 4- ヒドロキシ -3- メトキシベンジルアルコー

２. ４

生物活性試験

ルを収率 86.5％で得た。ついで，このアルコール 1.0g（6.49２. ４.１ チロシンを基質としたチロシナーゼ阻害活性試験

×10-3mol）をジクロロメタン 30mL に溶解したのち，PDCそれぞれの化合物を所定の濃度（0.1mM）に調製したの試薬（CrO3：H2O：Pyridine：Acetone = 4g：4mL：3.2g：

ち，チロシナーゼ（Sigma chemical 社製，EC1.14.18.1）

16g）2.3g を溶解したジクロロメタン混合溶液 15mL を冷を用いて，前報６）に従って操作し 475nm に設定した分却下に 1 時間を要して滴下した。その後，室温で 48 時間

光光度計で測定した。

撹拌した。反応終了後，油分をエーテル抽出し水洗した後，無水硫酸ナトリウムで乾燥，溶媒を留去し，4- ヒドロキ

２. ４. ２ DOPA を基質としたチロシナーゼ阻害活性試験

シ -3- メトキシベンズアルデヒドを収率 72.2％で得た。次

3,4- ジヒドロキシ -L- フェニルアラニン（DOPA）（和にマロン酸 1.25g（1.20×10 mol）を溶解したピリジン溶

光純薬社製）を所定の濃度（1.66mM）に調製したのち，液 10mL に，このアルデヒド 1.5g（9.87×10 mol）を加え，２. ４. １項に示した前報６）に準じて行った。

-2-3

油浴上（70 〜 75℃）で 2 日間加熱撹拌した。反応終了後，油分を常方通り後処理を行い 4- ヒドロキシ -3- メトキシケ

２. ４. ３

活性酸素消去効果試験

イ皮酸⑶を収率 62.4％で得た。また，3- ヒドロキシ -4- メそれぞれの化合物を所定の濃度（0.714mM）に調製したトキシベンズアルデヒド⑺についても同様な操作を行い 3-

後，Superoxide dismutase（SOD），ワコーテスト試薬（和ヒドロキシ -4- メトキシケイ皮酸⑷を収率 60.8％で得た。

光純薬社製）を用いて前報６） に従って操作し，生成するジホルマザンを 560nm に設定した分光光度計で測定した。

２.３. ２ カフェ酸（3,4- ジヒドロキシケイ皮酸）⑵の合成
２. ４. ４3,4- ジヒドロキシケイ皮酸⑸ 1.0g（6.49×10-3mol）をヒアルロニダーゼ阻害活性試験用いて，２. ３. １の項に示した LAH 還元，PDC 酸化お0.4％のヒアルロン酸を含むリン酸緩衝液（pH 6.0）をよびマロン酸縮合の操作方法に従って順次行い，3,4- ジヒ調製したのち，ヒアルロニダーゼ（Sigma chemical 社製，−3−

EC3.2.1.35）を用いて前報 ６） に従って Ostwald 粘度計合わせのみで合成可能な出発原料として市販品 ( 和光純薬（No.4）で測定した。

製および東京化成工業製 ) である⑸，⑹および⑺用いて行った結果，⑹から⑶を 39％の収率で，⑺から⑷を 60.8％３．結果および考察の収率で得ることができた。また，⑸から⑵を 25.5％のクロロゲン酸⑴は植物性の食品原料中に存在するが，と収率で得ることができた。

くに嗜好品の一つであるコーヒー中には比較的多量に存在

つ ぎ に， こ れ ら 合 成 し た 化 合 物 ⑵ , ⑶ お よ び ⑷し，その供給源として重要であり，コーヒー製品が人体にと⑴からの分解生成物として可能性のある化合与える生理学的影響についての研究物⑻および⑼について，化粧品配合剤の美白効果を期待し，も盛んに行われて７, ８）。たとえば，⑴は胃腸管内に吸収されると血清中チロシナーゼ阻害活性，活性酸素消去効果ならびにヒアルや胆汁中には検出されず，キニン酸とカフェ酸⑵に分解さロニダーゼ阻害活性試験を検討した結果を表１に示す。まれ，さらに代謝される。⑵は腸内バクテリアにより m - ヒた，比較物質として用いた⑽〜⑿についても表１に示す。

いる

７，８）

ドロキシプロピオン酸に変換されたのち，脱炭素され，ごシミおよびソバカスの生成原因であるメラニンの生合成

く一部は肝臓中でメチル化⑶，⑷および⑹になる（Scheme

経路における酵素チロシナーゼはチロシンをヒドロキシル1）。そこで，これら化合物を簡便で収率よく得る合成方法

化して DOPA に変化し，さらに DOPA を酸化してドーパの確立とともに高付加価値的利用の一つとして化粧品美白キノンに変化する段階で触媒として作用するため，チロシ剤への検討を行った。まず，これら化合物の合成方法としナーゼを阻害することでこれらを抑制することが可能とさて，Scheme 2 に示した酸化 ･ 還元 ･ マロン酸縮合の組みれている。このことをふまえて，チロシナーゼ阻害活性をScheme 1

Scheme 2−4−

植物由来のクロロゲン酸代謝産物を用いた化粧品素材としての配糖体の合成とその美白効 に関する研究検討したところ，とくに，⑴および⑴の分解生成物であるどがある。このようなことから，その活性を抑制する⑶および⑷はチロシン基質と DOPA 基質において，いずれことで，小じわやカサツキなどの老化を防ぐことがでも良好な阻害を示す数値が得られ，美白効果が期待される。

き，機能性化粧品の特徴の一つとして重要であることから，つぎに，DNA の攻撃，皮膚老化の促進あるいはメラニン生今回の化合物についても検討したところ，いずれも著しい−成に影響を及ぼすなどの有害作用がある活性酸（O2 , O2,1阻害活性を示す数値は得られなかった。

H2O2, LOOH, ･OH）に対する消去効果について検討したとこ

以上，3 つの阻害活性試験の結果から，それぞれの化合ろ，⑴ , ⑵および⑷に良好な消去効果を示す数値（いずれも物を単独で使用するよりも混合物として使用する方が，生70％以上）が認められ，これらの症状に対する働きのある化薬あるいは漢方に見られるような相乗効果が生じて，よ粧品配合剤としての利用も可能であるものと思われる。

り良い阻害効果が期待できるものと考え，表１に示した

一方，動物の様々な組織，間接液あるいは皮膚などに結果から⑴〜⑷，⑹，⑻および⑼の化合物を表２に示し存在するヒアルロン酸の分解酵素として考えられていたそれぞれの任意の割合で調合し，美白効果（チロシるヒアルロニダーゼの働きとしては，細胞間隙の水分保持，ナーゼ阻害活性試験および活性酸素消去効果）を検討した。

細菌感染の防止あるいは皮膚の潤滑化と柔軟性の保持なその結果を表３に示す。
チロシナーゼ阻害活性試験では化合

表１

化合物⑴〜⑿の美白効果試験結表２

化合物⑴〜⑼試料の混合割合−5−表３混合試料 A 〜 J 美白効果試験結Scheme 3

Scheme 4物⑶および⑷の調合割合が阻害活性に大きな影響を及ぼす入した化合物（3-Glc）および（4-Glc）の合成を行ったとことが認められ，いずれも DOPA 基質において，その阻害活ころ，収率よく合成（Scheme 4）することができた。こ性が向上（40％以上の数値）した。
その中でもとくに，試料番

れら 2 種類のグリコシド体の美白効果試験を実施した結号 B および C ではチロシンを基質とした場合においても，果を表４に示す。それぞれの阻害活性は測定する試料濃度良好な阻害活性が認められた。また，活性酸素消去効果試にも依存することが明らかであり，しかもこれら化合物は験においても著しい抑制効果を示す数値（90％前後）がいずれも高い水溶性を持たせることができたことから，今得られたことから，さらに測定濃度を希釈（0.1％）した

回の測定実験においても同様に，最終濃度を 0.1mM で行場合にも，良好な消去効果を示す数値が得られた。

った。その結果，とくに前駆体である化合物⑶および⑷のつぎに，著者らはチロシナーゼ阻害活性および活性チロシナーゼ阻害活性が比較的高い値を示したのに対し酸素消去効果試験でそれぞれ高い阻害効果が認められて，誘導したグリコシド体（3-Glc）および（4-Glc）では，た化合物⑶および⑷について，実用的使用を考慮し水いずれも阻害活性値が小さくアルブチンと同等の値を示すに可溶な化合物に誘導することにより，皮膚浸透性を高め，ことがわかった。また，著者らもこれらマッシュルーム由同時に美白効果も保持されるものと思い，グルコースを導来のチロシナーゼに対する阻害活性機序は，拮抗阻害があ−6−植物由来のクロロゲン酸代謝産物を用いた化粧品素材としての配糖体の合成とその美白効 に関する研究

表４配糖体（3-Glc）および（4-Glc）の美白効果試験結ることを明らかにしており，今回の測定濃度は細胞増殖に値は得られなかった。しかし，市販品であるアルブチンと影響のない濃度であると思われることから，フェニルプロ同等の値を示すことを明らかにすることができた。

パノイドがメラノサイトに作用することなくメラノサイトに対するチロシナーゼ阻害または，整合性阻害が生起して（参考文献）いるものと考えている。

１） C. H. Muller, W. H. Muller, B. L. Haines, Science,143, 471（1964）．

このようなことから母格のフェニルプロパノイドのベンゼン環にヒドロキシル基とメトキシ基が存在し，側鎖に α２） H. Okudaira, Medicam News, 1323, 20（1991）．

,β- 不飽和カルボン酸が存在しているそれぞれの化合物を

３） W. H. Eaglstein, Cosmetic and Perfumery, 90, 25

任意の割合で混合することにより，相乗効果が著しく発現（1975）．

し，美白剤として重要であるチロシナーゼ阻害活性およ４） A. N. Booth, O. H. Emerson, F. T. Jones, J. Biol.
Chem., 229, 51（1957）．

び活性酸素消去効果を期待どおり向上させることができた。また，著者らは比較物質として用いたオイゲノールの

５） 野村正人 , 立花伸哉 , 山田康裕 , 藤原義人 , 農化 , 73,605（1999）．

グルコース配糖体としてアフリカ産食用葉のノゲイトウ（Celosia Argentea L.）に含まれるシトラシン C（Scheme 3）６） 野村正人 , 西村和彦 , 藤原義人 , 多田貴広 , 服部文弘, 下村健次 , 油化学 , 49, 143（2000）．の合成に成功するとともに，非常に高い美白効果があることについても明らかにすることができたことから，クロロ

７） M. P. Lachance, J. Food Safety, 4, 71（1982）．

ゲン酸分解生成物である⑶および⑷の配糖体合成を行い美８） P. W. Curatolo, D. Robertson, Ann. Int. Med., 98, 641

白効果を検討したが，シトラシン C よりも高い阻害活性（1982）．

−7−